500kV變電站直流系統接地故障及其解決措施

劉旭飛

摘要：作為變電站電氣設備主要控制和操作電源，直流系統是主要的設備保護、控制以及發信號和監控照明電源，因此也是一個非常復雜的多支路變電站供電系統。本文對500kV變電站直流常見故障問題的類型與特點進行了簡要的分析，并對故障的查找與發現提出了相對的措施。

關鍵詞：500kV變電站;直流系統;接地故障;解決措施

直流系統在變電站中為信號、繼電保護、自動裝置及事故照明等提供可靠的直流電源。它還為操作提供可靠的保護電源.保證在交流電失常的情況下不間斷供電。直流系統的可靠與否.對變電站的安全運行起著至關重要的作用.是變電站安全運行的保證。作為變電站的核心系統.直流系統如果發生故障將會對變電站安全的運行產生巨大的影響變電站直流系統原理其實就是由交流電經過充電裝置蓄電池充電、然后蓄電池屏由電纜向饋出屏連接。饋出屏向裝置供直流電.不過直流系統里面會加一些對蓄電池運行情況的監測裝置、故障報警裝置。而最常見的故障就是直流系統內部一點接地。要在發生故障時及時的發現故障并及時采取措施。避免不要的損失以及由此帶來的嚴重后果。

1.直流接地的原因

由于在變電站中作為供電系統的直流系統比較重要.因此其電纜分布范圍較廣、連接較多。而且電纜相對較長，再加上外界自然環境因素以及人為因素的的影響與破壞.導致電纜外部絕緣體遭到損壞.絕緣效果降低或消失，造成直流接地的后果。造成直流接地的原因主要有以下幾點：①陰雨氣候.蓄電池室內潮濕積水導致直流系統的二次回路中的電源內阻相對大地絕緣電阻阻值下降，造成接地故障的產生。②由于工作人員在運作時對手車開關的可動部分與固定部分的連接插頭或插座沒有采取絕緣隔離措施，手車來回移動導致其中導線破損，導致出現金屬接地.從而導致接地。③一些直流系統由于多年運行不能及時更換，導致設備絕緣老化、腐蝕、破損，極易出現接地現象。④因施工工藝不嚴格，直流系統中的機構箱、絕緣監察設備、蓄電池電壓巡檢設備、端子箱、等由于設計工藝不嚴格，易受到外界因素的影響，造成直流回路出現裸線、線頭接觸柜體等。引起接地。⑤工作人員對設備不是足夠的熟悉，導致部分操作不恰當，引起直流系統金屬接地。電纜芯號被接錯也會使直流系統接地。

2.變電站直流系統接地故障類型及其危害分析

2.1直流系統接地故障類型

直流系統接地故障是指變電站直流系統與大地之間絕緣水平降低到一定界限的現象，通常按照極性和接地點兩方面分類。按極性分類有正、負極接地和兩極同時接地以及接地極別的轉換四種分類：按照接地點分類一般分為一點接地和多點接地。一點接地是指單點接地發生在一組直流系統中。多點接地是指兩點以上的接地。

2.2直流系統接地故障的危害

如果變電站直流系統僅僅出現的是一點接地.一般不會對二次回路造成事故，只要正確處理就不會出現重大的后果.但如果變電站直流系統上出現了兩點接地現象.則該系統可能會出現接地性短路故障問題.可能會使直流保險熔斷進而使電流不能流入自動設備和保護裝置中.最終導致自動設備以及保護裝置不能有效的發揮作用，造成事故的發生。對于斷路器而言。其跳閘線圈與負極電源相連接，發生故障時.其正極經大地可能形成一個閉合的回路，不能動作跳閘.致使越級跳閘，造成事故擴大。

3.直流系統接地故障的排查方法及步驟

3.1故障排除方法

由于直流系統接地故障產生的的原較多.對其進行精確的判斷與排查是非常困難的。因此要通過以往經驗結合實際情況來排查各種不確定因素，縮小故障可能出現的范圍。找出故障所在之處。直流系統接地故障排除方式一般如下：①保證故障不再擴大加重。在排查直流系統故障的時候，要禁止工作人員在二次回路中工作，防止多點接地或正極電流短路。②盡量縮小故障的排查范圍。在排查接地點的時候，應該先考慮外界的因素，再考慮內部原因：在回路檢查的時候，先檢查次要回路再檢查重要回路，排查過程中要禁止二次回路進行工作。

3.2故障排查步驟

直流系統的接地故障排查時采取的步驟一般如下：①結合以往的經驗和實際情況對現場運行情況進行分析首先要先考慮發生接地故障的設備運行環境是否正常。雷雨季節要先查看是否是因為室外端子箱或機構箱內有潮濕積水的現象出現而導致接地故障的產生。②查看監察裝置以及警報裝置是否能夠正常運行。根據監察結果和報警信息分析障礙狀況.要先考慮故障是否是由外界原因引起，特別是陰雨天氣所引起的設備受潮，絕緣水平降低。③用瞬時停電法對接地點進行檢測。若以上兩種方法都不能將直流接地點找出.則要采用這種方法。對于直流母線上操作、保護、信號回路重要的饋電分路，容易造成查找過程中相關電路與設備失去保護電源，要先將不對其造成影響的電源與設備停掉。再根據實際情況.檢查出接地點所在之處。

4.檢查注意事項

在檢查直流系統的接地障礙時應該注意以下安全事項：①在對直流接地故障進行查找時，要做好安全防護措施，防止產生觸電，有必要成立監管小組來監護安全。②檢測拉路時要經過調度的同意，并且動作要快捷，防止保護電源丟失時間過長而引起其他故障。必要時在操作前先暫停電源保護裝置。③在觀察接地現象時，要結合實際情況和多個監察設施所檢測的設備來綜合判斷，以防止出現誤判的現象。④為了防止接線錯誤，要嚴格按照設計圖紙來做，設計圖紙要結合實際情況。⑤采用內阻高電阻的儀器來測量。⑥嚴格要求在直流系統發生接地故障時要禁止二次回路工作。⑦避免在高峰負荷時進行操作，同時要防止多點接地或人為引起的短路現象，造成保護裝置失控。

5.變電站直流系統接地隱患的防范

變電站直流系統的日常運行要注意外界因素的影響，應該多對其進行檢測與防護，并對發現的故障進行及時的解決特別在雷雨氣候時，要加大檢測的力度。對容易受潮的設備和部位進行檢測，及時發現受潮處并及時處理，以免直流系統接地的故障出現，要嚴格檢測回路。對線路的絕緣效果更要加大測試力度，減少由絕緣水平降低所導致的直流系統接地故障。在接地故障發生后要及時的更換損壞的電纜，對室外的電纜絕緣效果也要進行嚴格的測試，以免受氣候影響出現接地故障。做好防潮措施，對于蓄電池室要定期進行通風，以免出現受潮而導致電路短路等現象出現。在引進零件部件的時候要加強對質量的檢測，并對損壞、老化、受潮的部件與設備進行及時的更換。

運行單位要結合500kV技改工程替換其落后的直流系統，縮短二次電纜的長度來減小保護電纜間的電容在引進500kV技術時要根據實際情況對其進行操作演練，保證故障出現時能及時的發現和解決。在直流系統并列操作時要保證沒有接地現象，保證絕緣效果良好。

結語：

快速正確地對故障進行分析和處理，而且要及時對直流系統的故障產生原因進行排查并做好故障發生預防工作，是保證電力系統安全運行的關鍵直流系統是500kV變電站的重要部分，所以正確地掌握直流接地故障的檢測方法并有效的解決接地故障對電力系統的發展起著重要的作用。熟練掌握處理直流接地故障的經驗方法，對于及時處理故障是十分有利的，這不僅能確保電網穩定的運行，對電力系統的發展也起著促進作用。

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